椛山卓弥1)、日高泰基1)、平野大地1)、吉徳謙佑1) 吉田 清司2)、羽野 暁2)
1) 第一工業大学 学科学生 自然環境工学科
2) 第一工業大学 指導教官 自然環境工学科
Study on Effective Utilization of Shochu Waste Fluid
Takuya KABAYAMA1), Taiki HIDAKA1), Daichi HIRANO1), Kensuke YOSHITOKU1) Seiji YOSHIDA2), Satoshi HANO2)
Abstract
Keywords: shochu waste fluid, cation-based macromolecule flocculant, dehydration, compost
The water included in shochu waste fluid was dewatered effectively by using cation-based macromolecule flocculant. We tried the dehydration from shochu waste fluid by pressurization dehydration, but only because raising pressure, about the dehydration effect, a good result was not provided. About the composting, shochu waste fluid solid content was biodegraded in a short time. Therefore it seemed that the temperature of the compost became the high temperature early. We mixed compost with soil and sowed a seed of a Japanese radish and the spinach. As a result, a Japanese radish and the spinach grew up greatly in comparison with a case without the compost .
1．はじめに
鹿児島県は焼酎の出荷量が全国１位であると同時に、
焼酎廃液の排出量も年間20万トンと多く1）、これに掛か る処理費用は年間14～16億円と見込まれている。このよ うな状況から、焼酎廃液は安価に処理されることが望ま れている。焼酎廃液の処理方法としては、一般に、堆肥 化や飼料化が行われ、堆肥は田畑へ施肥され、また、飼 料は家畜の餌として有効利用されている。この他、特殊 な利用方法としては、コンクリートに焼酎廃液を練り混 ぜたコンクリート製の漁礁あるいは化粧液等への応用が 挙げられる。
筆者らは、イモ焼酎廃液の有効利用法として、堆肥化 に再着目し、堆肥化時に使用する水分調整材の使用量を 減らすために、焼酎廃液から出来るだけ水分を除去した 焼酎廃液の濃縮固形分を用いて堆肥化を行った。
2．実験方法
2－1焼酎廃液の物理性状の測定
物理性状として、密度、pH、含水率、粘度、BODおよ びCODを測定した。
2－1－1 密度
焼酎廃液 500 mℓを正確に秤取り、重量を測定して
求めた。
2－1－2 pH
pH計にて直接測定を行った。
2－1－3 含水率
焼酎廃液を105℃で24時間乾燥して、重量変化から求 求めた。
2－1－4 粘度
粘度はオストワルド粘度計を用いて測定した。
2－1－5 BODおよびCOD
BODの測定はJIS K0102 21の方法に準じて行い、溶存 酸素濃度の測定には DO 計を用いた。COD の測定は JIS K0102 17の方法に従った。
2－2焼酎廃液の脱水実験
図－１DO計による溶存酸素の測定
椛山 卓弥
1）・日高 泰基
1）・平野 大地
1）・吉徳 謙佑
1）吉田 清司
2）・羽野 暁
2）焼酎廃液の有効利用に関する研究
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焼酎廃液の90％以上は水分であるため、オガ粉を水分 調整材として堆肥化する場合、オガ粉の量が過剰になり、
また、オガ粉基材に対する焼酎廃液固形分の取込量が少 なくなるので有効な堆肥としての調製が困難となる。し たがって、焼酎廃液を堆肥化する場合、できるだけ水分 を除去し、固形分濃度を増大させることが求められる。
そこで、焼酎廃液を高分子凝集剤によって凝集させ、脱 水性の効率を高めることを試みた。凝集剤は有機系排水 に効果があるとされるMTアクアポリマー(株)製のカチオ ン系凝集剤C-508、C-508L、C-508LL、C-508ULの4種類 を使用し、焼酎廃液の脱水に効果があるものを選定した。
2－2－1脱水効果のある凝集剤の選定
焼酎廃液 100ｇに凝集剤 C-508、C-508L、C-508LL、
C-508UL の 0.2％液を添加したものを 1ℓのポリ容器に入 れ、10秒間往復撹拌し、三角漏斗にろ紙を装填して自然 ろ過で5分間測定したろ水量を計測した。実験では凝集 剤の添加量を20㎖、30㎖、40㎖、50㎖、60㎖と設定し た。また、ろ水量から凝集剤添加溶液量を差し引いたも のを「有効脱水量」とした。
2－2－2 加圧による脱水性
焼酎廃液を凝集して、加圧脱水すれば、自然脱水に比 べて脱水性が上昇するかどうか確かめた。
実験は加圧脱水装置内の圧力を0.2MPa、0.5MPa、0.8MPa の3水準に設定し、測定を以下の方法で行った。
(1) 500㎖のビーカーに焼酎廃液300ｇ入れ、ガラス棒で 攪拌しながら、pHを測定し、消石灰を数回に分けて添 加し、焼酎廃液を中和（pH=7）させる。
(2) 中和させた焼酎廃液に凝集剤C-508を150ml添加し て 1ℓの容器に入れ、10秒間往復撹拌させる。
(3) 凝集剤C-508 を添加した焼酎廃液を加圧脱水機に入
れ、1分毎にろ水量を測定し、連続して45分間測定す る。
(4) 45分後の脱水ケーキをトレーに移し、含水率を測定
する。
2－2－3焼酎廃液の堆肥化
焼酎廃液の堆肥化には、凝集剤（C-508）で脱水した濃 縮焼酎廃液8300g、オガ粉6000g、微生物原（腐葉土）500g を混合攪拌させてから堆肥箱に入れ、25日間かけて堆肥 化させた。堆肥化の状況を把握するために温度、pHおよ び含水率を測定した。
2－2－3－1 温度の測定
温度は堆肥箱の表面、表面から1/4、2/4、3/4、底面の 計５ヶ所の位置に温度計を差し込み、測定した。
2－2－3－2 pH測定
ビーカーに堆肥20gを取り、蒸留水100㎖を加え、よ く撹拌した後、計測した。
2－2－3－3 含水率測定
含水率は堆肥化の初期および最後の2回行った。試料 は堆肥を上下よく攪拌したものを用いた。
2－2－3－4 微生物による有機物分解量
堆肥化の初期と25日目の堆肥の重量と含水率から焼酎 廃液の固形分の重さをそれぞれ求め、それを差し引いた 値を有機物分解量として計算した。ただし、堆肥化期間 中オガ粉と微生物原の腐葉土は分解しないものとして計 算した。
2－2－4 堆肥化物による植物生育実験
植物の生育実験は焼酎廃液の堆肥が肥料としての効果 があるのかどうかを確かめるために行った。堆肥区画と 対照区にそれぞれ植物を植えて、成長の変化を見た。区 画は実験室前の空きスペースを耕して畑地（縦1.2ｍ×横
2.2ｍ）に見立てた。堆肥区画に堆肥を深さ 15cm、１m２
当たり堆肥6.4kgを施肥した。それぞれの区画に2種類 の種（ホウレンソウ、大根）を蒔き、11月8日～1月8 日までの2ヶ月間、生育過程を観察した。
3．結果及び考察
3－1焼酎廃液の物理的性状の測定 3－1－1 密度
測定の結果は1.01g/cm3であった。
3－1－2 pH
実験に使用した焼酎廃液は芋焼酎製造後の廃液で、廃 液の中にはフェノールやクエン酸などの酸性物質を含む ために、pH測定の結果は4.3を示した。
3－1－3 含水率
芋焼酎廃液の一般的な含水率の平均は、95％程度であ る。今回の芋焼酎廃液の測定結果は93.5％であった。焼 酎廃液は水分を多く含んでいる為、堆肥化時には水分調 整材のオガ粉の量をできるだけ少量に抑えるために、脱 水して固形分濃度を高めて処理する必要がある。
3－1－4 粘度
焼酎廃液を脱水する場合、粘度が高いと効率良く脱水 させることができないものと考えられるので、使用した 焼酎廃液の粘度がどの程度なのか測定を行った。焼酎廃 液ろ液の粘度測定結果を表－1に示す。比較のために水及 びエチルアルコールの粘度を表－１に併示した。一方、
20℃における水及びエチルアルコールの粘度（cP）の値 はそれぞれ1.01cP、1.20cPであり、オストワルド粘度（sec） とcPで表す粘度を図にプロットすると、図－2に示すよ うな直線関係が得られる。この直線から、焼酎廃液ろ液 の粘度（cP）を求めると、1.04cP であった。このことか ら、焼酎廃液ろ液はほとんど水と変わらない粘度である ことが分かった。
70 第一工業大学研究報告 第25号（2013）
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3－1－5 BOD・COD
焼酎廃液の有機物量をBOD・CODによって、間接的 に測定した。結果を表―2、3に示した。表―2は、焼酎 廃液のBOD試験の結果を示したものである。BOD試験 における酸素消費量は初期酸素量の40～70％の範囲にあ ることが、望ましいとされているが、今回の試験ではい ずれもこの範囲に入る結果は得られなかった。そこで、
40％～70％の下限値40％に近い 34％及び 32％の値の平 均値20,490ppmをBOD値として採用した。長崎県衛生公 害研究所のデータ3⁾では22,000～42,000ppmという値が公 表されているが、今回の実験では、この値より小さい値 となった。
表－3は、焼酎廃液のCOD試験の結果を示したもので ある。今回の実験では、CODの測定値にバラつきが有っ
たので、算定値は次の方法に依った。測定値を順番に並 べ、中央2つの値の平均値、すなわち、17,100および20,400 の平均値18,700ppmをCODの値とした。この値は、長崎 県衛生公害研究所のデータ2⁾による45800～85100という 値からすると、低い数値となった。
また、水質汚濁防止法２⁾によると河川・海への排出基 準としてBOD・CODともに160mg/l以下であることから、
焼酎廃液は水質を悪化させるということが分かる。
3－2焼酎廃液の脱水実験 3－2－1凝集剤の選定
C-508、C-508L、C-508LL、C-508ULの4種類の凝集剤 を焼酎廃液に添加した後、5分間自然ろ過で脱水した結果 を図－3に示した。図から、脱水量が一番多かった凝集剤
はC-508ということが分かる。凝集剤の4種類それぞれ
の分子量が、C-508は800万、C-508Lは350万、C-508LL は 300万、C-508ULは500万であり、この結果から分子 量の大きなC-508が焼酎廃液の凝集に適しているという ことがわかった。以後の実験には、「C-508」を使用した。
3－2－2 脱水性
凝集剤C-508を添加した焼酎廃液を45分間加圧脱水し
たときの脱水量を図－4に、脱水後のケーキ含水率を図－
測定回数 焼酎廃液ろ液 水 エチルアルコール
1 65 62 90
2 65 62 91
3 65 63 89
平均 65 62 90
希釈倍率 初期の DO（A）
5日後 のDO
（B）
（A－B） /A
BOD
（ppm）
×5000 8.13 6.42 21％ 8550
×6000 7.66 5.00 34％ 15960
×7000 7.78 5.43 30％ 16450
×8000 8.20 5.79 29％ 19280
×9000 8.50 5.72 32％ 25020
×10000 7.88 5.80 25％ 20800
希釈倍数 a（ml） b（ml） COD（ppm） 判定
5000 1.6 0.6 10000 ×
6000 2.3 0.6 20400 ○
7000 2.3 0.6 23800 ×
8000 2.1 0.6 24000 ×
9000 1.55 0.6 17100 ○
10000 0.8 0.6 4000 ×
BL 0.6
表－1焼酎廃液、水およびエチルアルコールのオストワルド 粘度（温度20℃、単位sec）
図－2 焼酎廃液のcP表示粘度とオストワルド粘度(sec) との関係
表－2 焼酎廃液のBOD測定
表－3 焼酎廃液のCOD測定
図－3 凝集剤添加量と脱水量との関係 71 椛山・日高・平野・吉徳・吉田・羽野：焼酎廃液の有効利用に関する研究
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